20T吊鉤橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 中文摘要
摘要
橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備，主要適應(yīng)車間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。我國(guó)生產(chǎn)的吊鉤電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)額定起重范圍為5～500t，一般10t以上，起重機(jī)有主、副兩套起升機(jī)構(gòu)；300t以上，起重機(jī)還有三套起升機(jī)構(gòu)。
電動(dòng)雙梁起重機(jī)由橋架、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備構(gòu)成。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)滑輪組采用雙聯(lián)滑輪組，重物在升降過程中沒有水平移動(dòng)，起升過程平穩(wěn)，且鋼絲繩的安裝和更換容易。相應(yīng)的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積大，單位壓力低的優(yōu)點(diǎn)。在起升機(jī)構(gòu)中還涉及到鋼絲繩、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇等。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中涉及小車輪壓計(jì)算、小車車輪、小車軌道、減速器、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的選擇計(jì)算等。
在起重機(jī)控制方面，起升機(jī)構(gòu)用主令控制器和磁力控制屏來實(shí)現(xiàn)控制，大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用凸輪控制器直接控制。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要針對(duì)起升機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。利用低壓電氣元件控制起重機(jī)，其使用壽命較長(zhǎng)，適合車間惡劣環(huán)境。
關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī) 起升機(jī)構(gòu) 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 電氣控制系統(tǒng)
II
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 英文摘要
ABSTRACT
??? Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. China's production of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 ~ 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies.
Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation.
In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of low-voltage electrical components control crane, a longer service life for workshop harsh environment.
Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 目錄
目錄
中文摘要 ……………………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………………… Ⅱ
1緒論 …………………………………………………………………………… 1
1.1橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介 ………………………………………………………… 1
1.2普通橋式起重機(jī)的主要組成部分 ……………………………………… 1
1.2.2大車 ………………………………………………………………… 1
1.2.2小車 ………………………………………………………………… 1
1.2.3動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng) ……………………………………………… 1
1.3普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式 …………………………………………… 1
2設(shè)計(jì)任務(wù)及參數(shù) ……………………………………………………………… 2
2.1主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………………………… 2
2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 ………………………………………………… 2
3吊鉤組的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………… 3
3.1原始參數(shù) ………………………………………………………………… 3
3.2設(shè)計(jì)步驟 ………………………………………………………………… 3
4滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………… 8
5鋼絲繩的選擇 ……………………………………………………………… 11
6卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………… 12
7鋼絲繩在卷筒上的固定……………………………………………………… 16
8起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 18
8.1原始參數(shù) ……………………………………………………………… 18
8.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟…………………………………………………………… 18
9小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………… 26
9.1原始參數(shù)………………………………………………………………… 26
9.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟…………………………………………………………… 26
10起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………… 36
10.1橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算主要涉及內(nèi)容 ………………………… 36
11安全裝置的選擇說明 ……………………………………………………… 37
11.1主要安全裝置的說明 ………………………………………………… 37
11.1.1走臺(tái)與欄桿 …………………………………………………… 37
11.1.2排障板 ………………………………………………………… 37
11.1.3小車行程限位開關(guān)……………………………………………… 37
11.1.4起升高度限位開關(guān)……………………………………………… 37
11.1.5大車行程限位開關(guān)……………………………………………… 37
11.1.6緩沖器與擋鐵…………………………………………………… 37
11.2小車緩沖器選擇計(jì)算 ………………………………………………… 38
11.3大車緩沖器選擇計(jì)算 ………………………………………………… 39
12 20噸橋式起重機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………… 40
12.1控制電路設(shè)計(jì)分析 …………………………………………………… 40
12.1.1控制對(duì)象分析及控制元件的確定……………………………… 40
12.1.2控制系統(tǒng)的基本要求…………………………………………… 40
12.1.3電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)分析 ………………………………………… 41
12.1.4起重機(jī)的供電 …………………………………………………… 43
12.2起升機(jī)構(gòu)控制電路的工作原理………………………………………… 44
12.2.1起升機(jī)構(gòu)控制電路的特點(diǎn) ……………………………………… 44
12.2.2起升機(jī)構(gòu)電路的保護(hù)與聯(lián)鎖 …………………………………… 44
12.2.3起升機(jī)構(gòu)電氣工作控制原理 …………………………………… 45
12.3小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作原理…………………………………………… 49
12.3.1小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作特點(diǎn) …………………………………… 49
12.3.2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電氣控制原理 ………………………………… 50
12.4大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作原理…………………………………………… 51
12.4.1大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電路工作特點(diǎn) …………………………………… 51
12.4.2大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電氣控制原理 ………………………………… 52
12.5保護(hù)電路的工作原理…………………………………………………… 53
12.5.1保護(hù)電路的組成 ………………………………………………… 53
結(jié)束語 …………………………………………………………………………… 55
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… 56
附錄1觸點(diǎn)狀態(tài)表
1.1起升機(jī)構(gòu)主令控制器SA觸點(diǎn)狀態(tài)表
1.2小車凸輪控制器SA1觸點(diǎn)狀態(tài)表
1.3大車凸輪控制器SA2觸點(diǎn)狀態(tài)表
附錄2電氣原理圖
2.1起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖
2.2小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣原理圖
2.3大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣原理圖
2.4保護(hù)電路電氣原理圖
2.5 20t橋式起重機(jī)總電氣原理圖
63
重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1緒論
1 緒論
1.1橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介
橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間、料場(chǎng)、電站廠房和倉庫中為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化，減輕體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要物品搬運(yùn)設(shè)備。它通常用來搬運(yùn)物品，也可用于設(shè)備的安裝與檢修等用途。橋式起重機(jī)安裝在廠房高處兩側(cè)的吊車梁上，整機(jī)可以沿鋪設(shè)在吊車梁上的軌道縱向行駛，而起重小車又可沿小車軌道（鋪設(shè)在起重機(jī)的橋架上）橫向行駛，吊鉤則作升降運(yùn)動(dòng)。因此，它的工作范圍是其所能行駛地段的長(zhǎng)方體空間，正好與一般車間形式相適應(yīng)。
1.2普通橋式起重機(jī)的主要組成部分
1.2.1大車
由橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。橋架：橋架為起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)，一方面支撐小車，允許小車在它上面橫向行駛；另一方面又是起重機(jī)行走的車體，可沿鋪設(shè)在廠房上面的軌道行駛。在其兩側(cè)的走臺(tái)上，安裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和電器設(shè)備，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來驅(qū)動(dòng)大車行走，大車上一般還有駕駛室，用來操縱起重機(jī)和安裝各機(jī)構(gòu)的控制設(shè)備。橋架主要由主梁和端梁組成。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性要求，也應(yīng)考慮自重和外形尺寸要小，加工制造簡(jiǎn)單，運(yùn)輸，存放和使用維修方便，成本低等因素。
1.2.2小車
小車由起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，小車架和保護(hù)裝置等組成。小車架要承受起升載荷和各機(jī)構(gòu)自重，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)又要盡量減輕自重，以降低輪壓和橋架受載。小車的電力則由滑線或軟電纜引入。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮改善零部件的受力情況、減少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平穩(wěn)、裝配維修方便等因素。
1.2.3動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)
動(dòng)力裝置是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備，它在很大程度上決定了起重機(jī)的性能和構(gòu)造特點(diǎn)，橋式起重機(jī)的動(dòng)力裝置一般采用電動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括操縱裝置和安全裝置。各機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、調(diào)速、改向、制動(dòng)和停止，都通過操縱控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
1.3普通橋式起重機(jī)的運(yùn)行方式
橋式起重機(jī)是一種循環(huán)的、間隙動(dòng)作的、短程搬運(yùn)機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料、運(yùn)送、卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點(diǎn)由起升機(jī)構(gòu)把物料提起，由運(yùn)行機(jī)構(gòu)把物料移位，然后物料在指定地點(diǎn)下放，接著進(jìn)行相反動(dòng)作，使取物裝置回到原處，以便進(jìn)行下一次工作循環(huán)。在兩個(gè)工作循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作時(shí)，各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)以及正向、反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)
2 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)
2.1主要技術(shù)參數(shù)：
最大起重量： 20噸
粱跨度： 31500mm
起升速度: 18 ~ 28m/min
起升高度: 14mm
起重機(jī)運(yùn)行速度: 80 ~ 95m/min
起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度: 40 ~ 45m/min
2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別:
起重機(jī)工作級(jí)別A6; 其中載荷狀態(tài)為Q2(有時(shí)起升額定載荷,一般起升中等載荷);利用等級(jí)為T6(總工作循環(huán)次數(shù)N=,不經(jīng)常繁忙使用)
起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6;其中利用等級(jí)為T6,載荷狀況為L(zhǎng)2
小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L3
大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4;其中利用等級(jí)為T4,載荷狀況L2
重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 吊鉤組的選擇計(jì)算
3 吊鉤組的選擇計(jì)算
3.1原始參數(shù)
機(jī)構(gòu)工作級(jí)別:M6, 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: m=4
起升質(zhì)量: = 20 t 起升載荷:
起升速度: ~ 初取
3.2設(shè)計(jì)步驟
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1.吊鉤形式選擇
吊鉤采用倍率m=4的雙聯(lián)滑輪組,故采用長(zhǎng)形吊鉤組
吊鉤用普通的短吊鉤
長(zhǎng)形吊鉤組
普通短吊鉤
2.吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定
選用吊鉤斷面為梯形的吊鉤,其受力情況合理.用鍛造方式制造,材料為20鋼,機(jī)加工前熱處理,硬度小于或等于156HBS
梯形斷面吊鉤
鍛造制造
3.吊鉤主要尺寸的確定
D=160
h=180mm
B=140mm
4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
1—2和3—4斷面為危險(xiǎn)斷面，通常垂直斷面3—4取與水平斷面1—2相同的斷面，而最大拉應(yīng)力約為1—2斷面的50% ，故只驗(yàn)算1—2面。
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
4.鉤身強(qiáng)度計(jì)算
計(jì)算公式：
N/
式中：A—斷面面積，A=15840
—斷面重心坐標(biāo)，=65mm
—斷面形狀系數(shù)，=0.096
—起升動(dòng)力系數(shù)，=1.56
對(duì)于20鋼，查表得；取安全系數(shù)n=1.3，則許用應(yīng)力為：
<
鉤身驗(yàn)算通過
5.吊鉤尾部螺紋直徑的確定
即=85mm
式中： 同上
螺紋根部直徑
—材料許用應(yīng)力
查表取梯形圓螺紋：
6.確定吊鉤螺母尺寸
計(jì)算項(xiàng)目
螺母最小工作高度：H=0.8d=72mm
根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，需設(shè)防松螺栓，故取螺母高度為：90mm
螺栓外徑D=（1.7~2）d=153~180mm
選取D=160mm
上式中d為螺紋公稱直徑，d=90mm
計(jì)算內(nèi)容
H=90mm
D=160mm
計(jì)算結(jié)果
7.選擇推力軸承
根據(jù)所選吊鉤螺母尺寸，查表初選推力軸承型號(hào)：81124 其額定靜載荷=660KN，因軸承在工作時(shí)很少轉(zhuǎn)動(dòng)，只需校驗(yàn)額定靜載荷即可。當(dāng)量靜負(fù)荷：
—安全系數(shù)，取=1.25
<
校驗(yàn)通過
選擇 81124型推力軸承
8.吊鉤橫梁的計(jì)算
根據(jù)滑輪尺寸，吊鉤組裝置示意圖為
吊鉤梁可看作簡(jiǎn)支梁，受力圖如下：
橫梁中間斷面尺寸如下示：
集中載荷：=
L=475mm
P1=P2=
L=475mm
=237.5mm
D=106mm
B=160mm
P=312KN
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
8.吊鉤橫梁的計(jì)算
最大彎矩計(jì)算如下：
KNm
=18.529KNm
中間斷面的彎曲系數(shù)：
最大彎曲應(yīng)力為：
橫梁材料為45鋼，查表得屈服極限：
取安全系數(shù)n=3，則許用強(qiáng)度：
由 < , 則有
h >
取h=150mm
h=150mm
9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算
拉板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，
斷面A—A受拉伸應(yīng)力，計(jì)算如下：
其中 為拉板厚度
因拉板材料為A3鋼，查表得屈服極限：
取安全系數(shù)n=1.7,則許用拉伸應(yīng)力為：
n=1.7
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
9.吊鉤拉板強(qiáng)度計(jì)算
因： <
則有： > mm
因軸孔要受擠壓應(yīng)力，則有：
取安全系數(shù) n=3.5, 則有
由上可得：
取
拉板結(jié)構(gòu)圖如下：
> 14 mm
n=3.5
6.0376mm
b=200mm
d=120mm
h=100mm
重慶科技學(xué)院專科生生業(yè)設(shè)計(jì) 4 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算
4 滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1.滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸的確定
采用鑄鋼滑輪，因?yàn)槠鋸?qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：2G230—450
材料2G230—450
A=63mm
B=45mm
S=14mm
C=37mm
R=12mm
M=14mm
r=3m
2.滑輪直徑的確定
(1) 普通滑輪直徑的選擇：
查表選取D=630mm
式中：h—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查表取h=22.4
d—鋼絲繩直徑，d=20mm
(2) 平衡輪直徑的選擇：
D=630mm
3.吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
（1）吊鉤裝置簡(jiǎn)圖如下；
計(jì)算內(nèi)容
L=475mm
L1=78mm
L2=112mm
L3=95mm
計(jì)算結(jié)果
3.吊鉤組上滑輪軸的計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
（2）.滑輪軸可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，認(rèn)為作用四個(gè)集中載荷受力情況圖如下：
=78KN
=20904
彎曲應(yīng)力為：
滑輪軸材料為45鋼，
則有： <
即：d >
查手冊(cè)選取 d=130mm
計(jì)算內(nèi)容
材料：45鋼
d=130mm
計(jì)算結(jié)果
4.滑輪軸承的選擇計(jì)算
軸承的圓周速度：
工作轉(zhuǎn)數(shù)：
每個(gè)滑輪中均采用兩個(gè)徑向滾動(dòng)軸承，根據(jù)滑輪組的選擇，查表選用6226型軸承。
查表得，額定靜載荷：
額定動(dòng)載荷：
所選軸承的驗(yàn)算：
< ()
驗(yàn)算通過
式中：—壽命系數(shù)，取=2
—負(fù)荷系數(shù)，=1.5
—速度系數(shù)，=0.95
—溫度系數(shù)，=1
軸承徑向負(fù)荷：
=39KN
由于， < e
因此有當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷：
選用6226型軸承
=123.2KN
<
驗(yàn)算通過
=2
=1.5
=0.95
=1
重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 鋼絲繩的選擇
5 鋼絲繩的選擇
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1.鋼絲繩的最大靜拉力
=26288.7N
所選鋼絲繩直徑應(yīng)滿足：
其中
式中：—滑輪效率，取=0.97
m—起升倍率，m=4
n—安全系數(shù)，取n=6
=0.97
m=4
n=6
2.鋼絲繩的選擇
初選鋼絲繩：查手冊(cè)選纖維芯鋼絲繩，直徑d=20mm,確定其抗拉強(qiáng)度為1670N/
鋼絲繩的校核：
>
校核通過
式中n —為鋼絲繩折減系數(shù)，取n=0.85
—鋼絲繩最小破斷拉力，
查手冊(cè)選取=220KN
d=20mm
校核通過
n=0.85
=220KN
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 6 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.鋼絲繩的標(biāo)記
選取鋼絲繩為：直徑20mm，光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6西魯式，纖維芯，抗拉強(qiáng)度為1670，右交互捻，最小破斷拉力為220KN，單位長(zhǎng)度重量147
標(biāo)記：20NAT6×19S+FC1670ZS220147GB/T
8918—1996
標(biāo)記：
20NAT1670ZS220147GB/T8918—1996
6 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1.卷筒類型的初步選擇
由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽形，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵
雙聯(lián)卷筒，標(biāo)準(zhǔn)槽，灰鑄鐵鑄造
2.卷筒直徑的定
（1）直徑確定：
D
查手冊(cè)選用A型卷筒，直徑D=400mm
式中： h—與機(jī)構(gòu)級(jí)別有關(guān)的系數(shù)，取h=20
d—鋼絲繩的直徑，d=20mm
（2）卷筒的槽形的選擇：
查手冊(cè)，選標(biāo)準(zhǔn)槽形，其尺寸如下：
槽底半徑R=11mm,槽距，表面精度為1級(jí)，
標(biāo)記為：槽形 JB/T9006.1—1999
A型卷筒
D=400mm
R=11mm
表面精度為1級(jí)
槽形 JB/T9006.1—1999
3.雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定
計(jì)算項(xiàng)目
（1）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng)
=
式中：—滑輪組倍率，
—卷筒計(jì)算直徑
—最大起升高度，
—固定鋼絲繩安全圈數(shù)，
—繩槽槽距，=22mm
（2）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度L：
取L=2500mm
計(jì)算內(nèi)容
=22mm
L=2500mm
計(jì)算結(jié)果
3.雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度及壁厚的確定
式中：—卷筒兩端的邊緣長(zhǎng)度
根據(jù)結(jié)構(gòu)取=70mm
—固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度
—中間光滑部分長(zhǎng)度
根據(jù)鋼絲繩允許偏角左右，則有：
—取物裝置處于上極限時(shí)，動(dòng)滑輪軸線與卷筒軸線的間距，取=1500mm
—由卷筒出來的兩根鋼絲繩引入懸掛裝置的兩動(dòng)滑輪的間距: =319mm
所選卷筒標(biāo)記為：
卷筒A400左 JB/T9006.2—1999
（3）卷筒壁厚確定
對(duì)鑄鐵卷筒，按經(jīng)驗(yàn)公式初選：
（6~10）=0.02400+（6~10）
=14~18mm
取
=70mm
=66mm
取=180mm
卷筒A4002500—1122—144—左JB/T9006.2—1999
4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
因卷筒長(zhǎng)度L=2500mm>3D=1200mm
需計(jì)算壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。
（1）壓應(yīng)力的計(jì)算
卷筒最大壓應(yīng)力在筒壁的內(nèi)表面，
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
<
較核通過
上式中：—鋼絲繩最大靜拉力
=26288.7N
—許用壓應(yīng)力
—抗壓強(qiáng)度，查手冊(cè)=750Mpa
n—安全系數(shù)，取n=4.25
—鋼絲繩卷繞節(jié)距，=22mm
(2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算
受力和彎曲簡(jiǎn)圖：
因扭轉(zhuǎn)應(yīng)力很小，故忽略不計(jì)。
式中：—彎矩；
=26288.7956.5
=25145141.55N
W—卷筒斷面抗彎模量；
==2159690
計(jì)算內(nèi)容
<
校驗(yàn)通過
=26288.7N
=750Mpa
n=4.25
=22mm
=25145141.55 N
W=2159690
計(jì)算結(jié)果
4.卷筒強(qiáng)度的計(jì)算
卷筒所受合應(yīng)力：
=35.8Mpa
Mpa <
校核通過
式中：
—材料的抗拉強(qiáng)度，=320Mpa
n—安全系數(shù)；取n=5
=35.8Mpa
<
校核通過
=320Mpa
n=5
5.卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算
驗(yàn)算公式：
式中：n—穩(wěn)定系數(shù)；取n=1.5
P—卷筒壁單位面積受的外壓力；
—受壓失穩(wěn)臨界壓力；
（2~2.6）
=（2~2.6）25~32.5
=5.97 <
滿足穩(wěn)定性要求
<
滿足穩(wěn)定性要求
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 7 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算
7 鋼絲繩在卷筒上的固定計(jì)算
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1固定方法的選擇
采用壓板固定；因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，便于觀察和檢查，并安全可靠。其固定形式如下圖示：
壓板固定
2繩尾固定處拉力計(jì)算
計(jì)算式如下：
式中：—鋼絲繩最大靜拉力
—鋼絲繩與卷筒的摩擦系數(shù)，取
—安全圈在卷筒上的包角；取
e—自然對(duì)數(shù)的底數(shù); e=2.718
e=2.718
3螺栓預(yù)緊力計(jì)算
因選壓板槽為半圓形，故：
P=4756.4N
4螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算
計(jì)算項(xiàng)目
=
< =110MPa
校驗(yàn)通過
計(jì)算內(nèi)容
<
校驗(yàn)通過
計(jì)算結(jié)果
4螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算
式中：Z—固定鋼絲繩用的螺母數(shù)，取Z=4
d—螺栓螺紋的內(nèi)徑；d=18.8mm
—墊圈與鋼絲繩壓板之間的摩擦系數(shù)，取=0.16
t—作用力臂；根據(jù)壓板得t=22.4mm
—螺栓許用拉應(yīng)力，
==
—螺栓屈服強(qiáng)度；因螺栓材料為Q235；查手冊(cè)得：=206MPa
Z=4
d=18.8mm
=0.16
t=22.4mm
=206MPa
5壓板的選取
查手冊(cè)：選取序號(hào)為6的壓板，標(biāo)準(zhǔn)槽
標(biāo)注：壓板6GB/T5975—1986
壓板6GB/T5975—1986
重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 8 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1原始參數(shù)
工作級(jí)別為M6。
起升高度： H=14m
起升載荷：
起升速度：=18~28m/min ；取V=20m/min
JC=25%，CZ=150，G=0.8
8.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
1.電動(dòng)機(jī)的選擇
（1）電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算
式中：Q—起升負(fù)荷，
=
—吊具自重
V—起升速度；V=0.33 m/s
—機(jī)構(gòu)總效率，取=0.8
（2）電動(dòng)機(jī)功率的選擇
繞線型異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)平均功率：
初選電動(dòng)機(jī)：
選用YZR315S—8，額定功率，n=724r/min; 過載系數(shù)：；
根據(jù)JC=25%，CZ=150；查表得：允許輸出功率；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Q=205KN
V=0.33 m/s
=0.8
選YZR315S—8電機(jī)
n=724r/min
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
2.減速器的選擇
（1）減速器傳動(dòng)比的確定
查手冊(cè)選取實(shí)際傳動(dòng)比：
上式中：—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，=724 r/min —卷筒轉(zhuǎn)速
=60.7r/min
a—為滑輪倍率，a=4
—卷筒計(jì)算直徑；=420mm
V—起升速度：V=20m/min
（2）標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇
按靜功率P選?。?
電機(jī)輸入功率 ；輸入轉(zhuǎn)速：
，因機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M6
故：；根據(jù)和以上數(shù)據(jù)；查手冊(cè)，選?。?
減速器：QJR—500—12.5、III，C、W、
JB/T8905.1—1999 其有關(guān)參數(shù)如下：
高速軸許用功率； > ; 滿足要求。
（3）減速器的驗(yàn)算
最大徑向力的驗(yàn)算
許用徑向力：
實(shí)際傳動(dòng)比
=724 r/min
a=4
=420mm
V=20m/min
>
滿足要求
=42010.4N
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
2.減速器的選擇
< 滿足要求
—鋼絲繩最大靜拉力
—卷筒重力；
—起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取=1.56
—減速器輸出軸端的最大允許徑向載荷，取=45600N
最大扭矩驗(yàn)算：
= 8612.2
< =42500 驗(yàn)算通過
式中：T—鋼絲繩最大靜拉力在卷筒上產(chǎn)生的力矩
—減速器輸出軸允許的短暫最大扭矩，查手冊(cè)：=42500
<
滿足要求
=1.56
=8612.2
<
驗(yàn)算通過
=42500
3.校驗(yàn)電機(jī)的過載和發(fā)熱
（1）電機(jī)過載能力校驗(yàn)
> 54.4KW
驗(yàn)算通過
式中：—電機(jī)額定功率；
u—電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)；u=1
—電動(dòng)機(jī)過載倍數(shù)；=3.3
H—電機(jī)有關(guān)系數(shù)；繞線型H=2.1
V—實(shí)際起升速度
> 54.4KW
驗(yàn)算通過
u=1
=3.3
H=2.1
V=19.1m/min
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
3.校驗(yàn)電機(jī)的過載和發(fā)熱
—機(jī)構(gòu)的效率；取=0.8
Q—起升機(jī)構(gòu)的總載荷；Q=
（2）電機(jī)發(fā)熱校核
=68.385KW > =65.26KW
校核通過
式中：—電機(jī)允許輸出功率，查表取
P=68.385KW
—穩(wěn)態(tài)平均功率
=65.26KW
=0.8
Q=205KN
>
校核通過
=68.385KW
=65.26KW
4.制動(dòng)器的選擇
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足下式要求：
=1.2054
根據(jù)=1.2054；查表得
選取YW—500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器；額定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩=1120~2240；
制動(dòng)輪直徑：D=500mm;
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
式中：—制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩
—制動(dòng)安全系數(shù)；取=1.75
1205.4
選取YW—500/121型電力液壓塊式制動(dòng)器
=1120~2240
D=500mm
=1.75
5.聯(lián)軸器的選擇
計(jì)算項(xiàng)目
（1）電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器
電機(jī)軸端尺寸：d=95mm(圓錐); L=170mm ; 浮動(dòng)軸尺寸 ：d=95mm
計(jì)算內(nèi)容
d=95mm(圓錐)
L=170mm
d=95mm
計(jì)算結(jié)果
5.聯(lián)軸器的選擇
選取聯(lián)軸器應(yīng)滿足下式要求：
=5328
式中：—所傳遞扭矩計(jì)算值
—聯(lián)軸器重要程度系數(shù)；=1.8
—角度偏差系數(shù)；=1
—傳動(dòng)軸最大扭矩；
（0.7~0.8）
=
—聯(lián)軸器許用扭矩
根據(jù)以上要求，查手冊(cè)，選用LM12型
梅花彈性聯(lián)軸器；其m ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
> ; 選用合理
聯(lián)軸器標(biāo)注為：LM12聯(lián)軸器
MT12aGB/T 5272— 2002
（2）減速器與浮動(dòng)軸的連接處聯(lián)軸器
浮動(dòng)軸端尺寸：d=95mm
減速器輸入軸：d=90mm L=170mm
制動(dòng)輪直徑：D=500 mm
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)尺寸和T=5328m;選取LMZ11—I—500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器；
許用轉(zhuǎn)矩：=9000m
> =5328m
選用合理
T=
=1.8
=1
2960
選用LM12型
>
選用合理
標(biāo)注：LM12聯(lián)軸器MT12a GB/T 5272— 2002
d=95mm
d=90mm L=170mm
D=500 mm
選取LMZ11—I—500型帶制動(dòng)輪的梅花型聯(lián)軸器
=9000m >
選用合理
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
5.聯(lián)軸器的選擇
標(biāo)注為：LMZ11—I—500聯(lián)軸器
MT11b GB/T 5272—2002
LMZ11—I—500聯(lián)軸器
6.起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
計(jì)算項(xiàng)目
（1）起重時(shí)間計(jì)算
查表 推薦起動(dòng)時(shí)間，=1~1.5S
< ; 滿足要求
式中：—電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
=1.6
—電機(jī)靜阻力矩
—機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量換算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
=1.15（7.05+3.715）+
=12.749
—電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05
—制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
=3.715
（2）起重加速度
計(jì)算內(nèi)容
=1.1S
=1~1.5S
<
滿足要求
=
=
=12.749
=7.05
=3.715
計(jì)算結(jié)果
7.制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算
計(jì)算項(xiàng)目
（1）滿載下降制動(dòng)時(shí)間
=
=1.4S
查表取 =1~1.5S
=1.4S < =1~1.5S
滿足要求
式中：—滿載下降電機(jī)轉(zhuǎn)速；取
—制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；=1500N
—滿載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩；
=731.85
—換算到電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
=
=12.734
—電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；=7.05
—制動(dòng)輪聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
=3.715
（2）制動(dòng)平均減速度
計(jì)算內(nèi)容
=1.4S
=1~1.5S
<
滿足要求
=1500N
=731.85
=12.734
=7.05
=3.715
計(jì)算結(jié)果
8.起升機(jī)構(gòu)的布局
1.電動(dòng)機(jī)
2.聯(lián)軸器
3.浮動(dòng)軸
4.帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器
5.制動(dòng)器
6.減速器
7.卷筒
8.卷筒支座
重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
9 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1原始參數(shù)
小車運(yùn)行速度：V=40~45m/min; 選取V=42m/min
起升載荷：Q=200KN；
小車自重： =0.35Q=70KN
JC=25% ； CZ=600； G=0.8
9.2設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算內(nèi)容
1.驅(qū)動(dòng)方案初步確定
根據(jù)原始參數(shù)，采用集中驅(qū)動(dòng)，用四輪支撐，車輪選圓柱雙輪緣車輪
集中驅(qū)動(dòng)
雙輪緣車輪
2.車輪與軌道的選取
計(jì)算項(xiàng)目
（1）車輪輪壓計(jì)算
小車正常工作時(shí)最大輪壓（滿載時(shí)）：
小車正常工作時(shí)最小輪壓（空載時(shí)）：
車輪的疲勞計(jì)算載荷：
（2）選車輪與軌道
根據(jù)；
查手冊(cè)，選車輪直徑D=350mm;軌道型號(hào)：P24 ； 軌道凸頂半徑r=300mm；車輪材料：ZG310—570；表面淬硬度為300~380HBS；
（3）車輪踏面疲勞強(qiáng)度校核
=101180N=101.18KN
計(jì)算內(nèi)容
車輪直徑D=350mm
軌道P24
車輪材料：ZG310—570
計(jì)算結(jié)果
2.車輪與軌道的選取
< 101.18KN 校核通過
式中：—與材料有關(guān)應(yīng)力常數(shù)；
查表=0.132
—轉(zhuǎn)速系數(shù)；=0.97
—工作級(jí)別系數(shù)；=0.9
R—曲率半徑；R=300mm
m—軌道頂與車輪曲率半徑之比有關(guān)系數(shù)；m=0.468
< 101.18KN
校核通過
=0.132
=0.97
=0.9
R=300mm
m=0.468
3.運(yùn)行阻力計(jì)算
（1）摩擦阻力
小車滿載運(yùn)行時(shí)最大摩擦阻力
=270=3.472KN
滿載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力
=270=2.315KN
空載運(yùn)行時(shí)最大摩擦阻力
= 701.5=0.9KN
空載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力
=70=0.6KN
上式中：Q—起升載荷；Q=200KN
—小車自重載荷；=70KN
f—滾動(dòng)摩擦系數(shù); f=0.6
—車輪軸承摩擦系數(shù)；=0.02
d—與軸承相配合處車輪直徑；d=90mm
=3.472KN
Q=200KN
=70KN
f=0.6
=0.02
d=90mm
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
3.運(yùn)行阻力計(jì)算
D—車輪踏面直徑; D=350mm
—附加摩擦阻力系數(shù)；=1.5
(2)坡道阻力
i=270=540N
式中：i—橋式起重機(jī)坡度數(shù)；i=0.002
(3)風(fēng)阻力
因橋式起重機(jī)用于車間的吊運(yùn)，不在露天工作，故風(fēng)阻力忽略不計(jì)
（4）特殊運(yùn)行阻力
主要為慣性阻力：
=8100N
（5）總靜阻力
工作最大靜阻力（小車滿載時(shí)）：
工作時(shí)最小靜阻力（小車空載時(shí)）：
D=350mm
=1.5
=540N
i=0.002
=0
4.電動(dòng)機(jī)的選擇
（1）電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算
式中：—工作最大靜阻力；=4.012KN
—初選運(yùn)行速度；取=0.7m/s
—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率；=0.88
m—電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)；m=1
（2）初選電動(dòng)機(jī)
橋式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)按下選電機(jī)：
式中：—功率增大系數(shù)；取=1.6
=4.012KN
=0.7m/s
=0.88
m=1
=5.12KW
=1.6
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
4.電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)P=5.12KW，JC=25%，CZ=600，查手冊(cè)，選用YZR160M1—6型電動(dòng)機(jī)；電機(jī)額定功率，轉(zhuǎn)速
容許輸出功率：；
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ：
（3）電機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)
校驗(yàn)公式：
=2.44KW
=4.629KW > =2.44KW
校驗(yàn)通過
式中：—電機(jī)允許輸出容量；=4.629KW
—工作循環(huán)中，負(fù)載穩(wěn)態(tài)功率
G—穩(wěn)態(tài)平均系數(shù)；取G=0.8
選用YZR160M1—6型電動(dòng)機(jī)
=2.44KW
>
校驗(yàn)通過
=4.629KW
G=0.8
5.減速器選擇
計(jì)算項(xiàng)目
（1）減速器傳動(dòng)比確定
根據(jù)減速器手冊(cè)，選取 =25
上式：—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；=921r/min
—車輪轉(zhuǎn)速；
（2）減速器選擇
計(jì)算輸入功率：
=
=7.7KW
式中：Z—運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速器個(gè)數(shù)；Z=1
因工作級(jí)別為M6，則按下式選擇：
計(jì)算內(nèi)容
取 =25
=921r/min
=38.22r/min
=7.7KW
Z=1
=15.4KW
計(jì)算結(jié)果
5.減速器選擇
式中：K—放大系數(shù)；取K=2
根據(jù)=25，P=15.4KW，電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速=921r/min ；查手冊(cè)，選用QJR—236—25 VI P ， L， JB/T8905.1—1999
減速器高速軸許用功率 ：
傳動(dòng)比：=25，中心距：
K=2
=25
選用QJR—236—25 VI C L JB/T8905.1—1999
6.聯(lián)軸器的選擇
（1）高速軸聯(lián)軸器
選擇聯(lián)軸器公式：
式中：n—聯(lián)軸器安全系數(shù)； 取n=1.35
—?jiǎng)傂詣?dòng)載系數(shù)；取=1.8
—電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩
電機(jī)與浮動(dòng)軸連接處聯(lián)軸器選擇：
電機(jī)軸端尺寸，d=48mm（錐形）; L=110mm
浮動(dòng)軸尺寸，d=50mm ;
根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和
查手冊(cè)，選用LM8型梅花彈性聯(lián)軸器，
其 ；
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
<
滿足要求
標(biāo)注：LM8聯(lián)軸器GB/T5272—2002
浮動(dòng)軸與減速器連接處聯(lián)軸器選擇：
浮動(dòng)軸尺寸：d=50mm
減速軸高速軸尺
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